?? 油氣長輸管道具有管徑大、運輸距離長、壓力高和輸量大的特點,逐漸成為油氣輸送的主要途徑。隨著建設(shè)量的增大,老管線服役時間的增長,長輸管道事故的增多,管道安全問題越來越受到人們的重視。本文對國外近幾年的長輸管線安全方面的一些做法作了綜述與分析,針對我國的情況提出幾點建議。
??? 1國家立法方面
??? 西方國家對長輸管道的安全問題非常重視,美國、加拿大、英國等國家的管道公司都開始討論管道完整性管理問題。美國早在30年前為嚴(yán)防管道破壞就頒布了《管道安全法》,2002年11月又通過了《管道安全改進(jìn)法》;管道安全局(OPSO)也新頒布了《天然氣管道完整性管理條例》,2003年1月頒布了《輸氣管道完整性管理推薦規(guī)則制定辦法的通知》。這些法規(guī)的頻布,旨在進(jìn)一步確保國家管道網(wǎng)的安全,進(jìn)一步闡明管道作業(yè)者的資格認(rèn)證和管道完整性管理的概念。管道完整性管理涉及內(nèi)在和外在兩方面的問題,內(nèi)在的問題主要有管道自身老化(管道設(shè)計壽命一般為30年),年久失修,管壁因腐蝕、磨蝕而變薄;或因存在諸如屈曲、擦傷、壓痕和焊縫燒穿及環(huán)向裂紋等缺陷;或因氣體含硫化氫和二氧化碳等腐蝕性成分;或因疲勞腐蝕和氫致裂紋腐蝕問題,在國外管道氫致裂紋被稱之為管道上的“艾滋病”。外在因素是指因第三方施工而導(dǎo)致的管道破壞,像我國還存在一種特殊的人為破壞情況是“打孔盜油”,都屬于第三方破壞問題。
??? 2安全技術(shù)方面
??? 2.1重視過程控制的研究
??? 國外比較注重研究開發(fā)和提高管道監(jiān)控系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的自動化水平。應(yīng)用較多的是長輸管道監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(SCADA)。該系統(tǒng)包括傳感器、控制器、遠(yuǎn)程終端、通訊連接、主SCADA計算機(jī)。可以實現(xiàn)長輸管線全線集中監(jiān)控,密閉輸送和優(yōu)化運行。沿線各站場可以達(dá)到無人操作的水平,還可以提供最低費用下運行的最優(yōu)化程序。美國華盛頓 Bellingham的Olympic(400英里長)輸送煉油產(chǎn)品的管線都是采用SCADA系統(tǒng),實現(xiàn)全線監(jiān)控。從調(diào)研情況看,國外長輸管道安全管理的特點是將整體優(yōu)化運行技術(shù)應(yīng)用于輸送管道上,與安全管理、節(jié)能降耗、降低成本有機(jī)結(jié)合,實現(xiàn)計算機(jī)批量跟蹤、界面位置確定和運行狀況檢測。
??? 2.2注重管道安全評估
??? 歐美等發(fā)達(dá)國家已將風(fēng)險分析方法應(yīng)用到油氣管道,對新建或已建管道進(jìn)行風(fēng)險評估。管道安全評估國際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布的ISO13623/2000“石油及天然氣管道輸送系統(tǒng)”中,管道設(shè)計部分的公共安全條文規(guī)定:天然氣管道及通過高層建筑、公路交通繁忙、當(dāng)?shù)匾崖裨O(shè)有不少地下設(shè)施地區(qū)的輸油管道,應(yīng)進(jìn)行安全性評價。該規(guī)范要求根據(jù)五類事故根源,對設(shè)計、施工或操作失誤,材料或零件損壞、腐蝕、第三方活動、自然災(zāi)害所引發(fā)的事故頻率及危害性進(jìn)行評價和風(fēng)險計算,結(jié)果與安全要求對比后得出結(jié)論,并提出降低危害的建議。管道何時更換管段和涂層,何種情況下必須維修或不必維修,必須有合適的判定標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)太高會造成不必要的維修和資金的浪費,標(biāo)準(zhǔn)太低又會使一些需要采取措施的管段不能得到及時的更換和維修,造成管道風(fēng)險加大。國外管道公司多數(shù)參照ASTMB31G標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全評估。
??? 國際標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)組織1996年發(fā)布了ISO/CD14690“石油天然氣工業(yè)健康、安全和環(huán)境管理體系?!边@一標(biāo)準(zhǔn)公布后很快得到了世界各大石油公司的認(rèn)可,并在油氣管道建設(shè)、管理中實施。為了適應(yīng)管道完整性檢查和維護(hù)的需要,美國管道行業(yè)實行了風(fēng)險管理制度,對風(fēng)險進(jìn)行正確和科學(xué)地識別、評價和有效地管理。將危害降低至目前可以接受的最低水平,實施風(fēng)險管理示范規(guī)劃活動。多家油氣管道公司申請并被接受參加這項活動,每個公司都提交一份有特色的風(fēng)險管理計劃,最后還要得到認(rèn)證。美國石油協(xié)會(API)對油氣管線也發(fā)布了很多標(biāo)準(zhǔn),如API RP1123、API Pub1156、API Pub1158等。
??? 2.3建立油氣管道事故庫
??? 國外在油氣管道安全評估、風(fēng)險分析及可靠性設(shè)計中都應(yīng)用了概率論與統(tǒng)計方法來分析判斷事故發(fā)生的可能性。諸如管道的可靠性指標(biāo):單位長度管道率、平均故障間隔時間、平均故障修復(fù)時間等都是概率意義的數(shù)值。需要從大量子樣的分析中得到這些數(shù)值。油氣管道的這些數(shù)據(jù)只能從已有管道的事故統(tǒng)計中得到。歐美發(fā)達(dá)國家均有積累多年的管道事故數(shù)據(jù)庫,包括我國的一些長輸管線的建設(shè)都參照國外的數(shù)據(jù),如陜京輸氣管道可靠性設(shè)計中輸氣管道故障率就采用了歐洲輸氣管道數(shù)據(jù)庫的資料。
??? 2.4開發(fā)泄漏檢測技術(shù)
??? 國際上已開發(fā)出的管道泄漏檢測的方法主要有兩類:一類是基于磁通、超聲、渦流、錄像等技術(shù)的管內(nèi)檢測法,此類方法較為準(zhǔn)確,但是投資大,適用于較大口徑管道,但易發(fā)生管道堵塞、停運等事故;另一類是外部檢測方法,包括直接檢測油氣泄漏的直接檢測法和檢測因泄漏而引起的流量、壓力、聲音等物理參數(shù)發(fā)生變化的間接檢測方法。這些檢測方法主要通過超聲、光學(xué)、渦流及射線等實現(xiàn)。例如:利用聲的發(fā)射及反射原理對泄漏的部位進(jìn)行檢測,這種方法受外界的影響大,誤差及誤報率高。
??? 美國柯羅尼爾公司與IPLPartiners有限公司共同出資,開發(fā)檢查液體管道用的新裝置——彈性波檢測“清管器”,就是利用超聲波技術(shù)查明管焊縫上存在的裂紋。利用X光等探測法進(jìn)行無損檢測,檢測時間較長,設(shè)備的價格也較昂貴。美國奧斯博國際有限公司開發(fā)兩種比較流行的檢測技術(shù):PFC2000便攜式管道檢測儀和動態(tài)測漏系統(tǒng)(LeakNet),PFC2000便攜式管道檢測儀利用X射線檢測;LeakNet是采用管線動態(tài)智能點分析法(SMARTPOINTS),可連續(xù)監(jiān)測和消除誤報,此系統(tǒng)在美國、加拿大被廣泛應(yīng)用于油、氣管道的泄漏檢測。